长江口及邻近海域沉积物中好氧氨氧化细菌分子生态学研究
氮循环是海洋生态系统物质循环的重要组成部分,对维持海洋生态平衡具有重要意义。由好氧氨氧化细菌(aerobic ammonium-oxidizing bacterium,AOB)推动的亚硝化过程是硝化作用的限速步骤。研究AOB的群落特征以及它们与环境因子之间的关系对于理解氮循环规律具有重要意义。本研究将分子生物学技术运用到长江口及邻近海域沉积物AOB群落结构及多样性的研究中,针对其关键功能基因amoA进行分析,通过克隆文库的构建揭示长江口及邻近海域不同区域AOB群落结构多样性,通过amoA基因拷贝数表征其种群分布特征。结果如下: 1.通过建立G6站位和33号站位β-变形杆菌亚纲氨氧化细菌(β-AOB)amoA基因克隆文库,并进行序列比对和系统进化分析发现,在Genbank数据库中有许多与实验所得克隆高度相似的AOB,它们出现在世界范围内的多个海域中。G6站位沉积物中β-AOB具有较高的多样性,而离岸较远的33号站则多样性较低,且两个站位中的优势类群差异明显。 2.沉积物样品DNA进行定量PCR检测时,受到其中所含的抑制物影响而不能准确定量。本研究对沉积物样品中提取的微生物DNA进行定量PCR时,采用了稀释模板法和添加BSA两种方法以减轻抑制作用。结果表明,两种方法对减轻抑制作用效果明显,但若考虑方法的准确性和检测的便捷性,则以添加BSA的方法更为优越,最适BSA添加浓度为0.1-0.5μg/μL。 3.对长江口及邻近海域不同季节多个航次的沉积物样品进行定量PCR检测,初步得到了此海域amoA基因在空间和时间上的分布情况,并以此作为AOB数量的表征。结果表明夏季β-AOB数量最多,秋季次之,春季最少,温度可能是影响AOB生长的重要因素。在大部分海域,随着离岸距离的增加,β-AOB生物量逐步减少。由β-AOB在沉积物中的纵向分布可以看出,处于长江口附近的G6站变化规律较复杂,可能是因为受到长江水的冲击影响较大。 本研究从微生物分子生态学角度获取了β-AOB的分布、多样性及环境调控信息,可为进一步认识河口及近岸海域氮循环过程的生物驱动因素、理解氮循环规律、丰富河口生物地球化学理论提供可靠依据。
长江口;海域沉积物;好氧氨氧化细菌;群落结构;氨单加氧酶基因;海洋生态平衡
中国海洋大学
硕士
环境工程
甄毓
2012
中文
X55;X172
76
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）